Protocoles pour la précipitation de calcite induite microbiologiquement (MICP) à l’aide de la bactérie Sporosarcina pasteurii sont présentés ici. Le carbonate de calcium précipité a été caractérisé par microscopie optique et microscopie électronique à balayage (MEB). Il est également démontré que l’exposition à la MICP augmente la résistance à la compression de l’éponge.
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Article de méthode
Microbiologiquement Induced Précipitation de calcite Mediated par
Dans cet article
Résumé
Résumé
La bactérie particulière sous enquête ici (S. pasteurii) est unique dans sa capacité, dans les bonnes conditions, pour induire l'hydrolyse de l' urée (uréolyse) dans des environnements naturels grâce à la sécrétion d'une enzyme uréase. Ce processus de uréolyse, à travers une série de réactions chimiques conduit à la formation de précipités de carbonate de calcium. Ceci est connu comme microbiologiquement Induced Précipitation de calcite (MICP). Les protocoles de culture appropriées pour MICP sont détaillées ici. Enfin, des expériences de visualisation sous différents modes de microscopie ont été réalisés pour comprendre les divers aspects du processus de précipitation. Des techniques comme la microscopie optique, microscopie électronique à balayage (MEB) et X-Ray Photo-électronique Spectroscopy (XPS) ont été utilisées pour caractériser chimiquement le produit final. En outre, la capacité de ces précipités à obstruer les pores à l'intérieur d'un milieu poreux naturel a été démontrée par une expérience qualitative où l'épongebarres ont été utilisés pour simuler un pore-réseau avec une gamme d'échelles de longueur. Une barre d'éponge trempée dans le milieu de culture contenant les cellules bactériennes durcit en raison de l'obstruction des pores résultant du procédé continu de précipitation chimique. Cette barre d'éponge durcie présente une résistance supérieure par rapport à une barre d'éponge de commande qui devient comprimé et pressé sous l'action d'une charge externe appliquée, tandis que la barre durcie est capable de supporter le même poids avec peu de déformation.
Introduction
Sporosarcina pasteurii est une bactérie capable de survivre dans des environnements fortement alcalins (pH ~ 10) 1 gram-positif et est l' une des espèces bactériennes qui peuvent devenir un agent causal d'un phénomène appelé microbiologiquement Induced Précipitation de calcite (MICP) 2-4. MICP est un procédé dans lequel la précipitation du carbonate de calcium est induite par certains microbes dans des conditions environnementales appropriées. S. pasteurii a pris une importance au cours des dernières années en raison de son identification comme un agent possible pour induire des volumes importants de MICP sous certaines....
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Protocole
REMARQUE: Effectuez les protocoles expérimentaux dans l'ordre décrit ci-dessous. Le protocole de culture bactérienne est examinée à la section 1 (voir également la figure 1). La section 2 décrit le protocole d'enrichissement du milieu de culture en utilisant des additifs externes. La section 3 décrit les protocoles pour la microscopie multi-mode. Poids de tous les composants individuels peuvent être mesurées en utilisant une balance analytique. Le volume de chaque solution peut être mesurée au moyen d'un cylindre volumétrique.
NOTE: Les protocoles de biosécurité appropriées doivent être suivies pour les sectio....
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Résultats
S. pasteurii étant un alcalophile 24 peuvent survivre à des conditions relativement sévères. Lorsque le protocole de culture mentionné ci - dessus est suivie, et S. pasteurii est cultivé à l' intérieur d' une chambre, les bactéries conduit à la précipitation du carbonate de calcium au cours du temps (figure 2A). La figure 2 (b) montre une image au microscope optique à contraste de phase de la population bactérienne da.......
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Discussion
Étapes critiques: Ce manuscrit décrit en détail les protocoles pour la culture d' un échantillon viable de S. pasteurii. Une fois que la culture a été prépara, il doit être convenablement enrichi. Ceci est une étape clé essentielle à la réussite de l'expérience , car un défaut de l'environnement chimique approprié conduit soit à des échelles de temps très longues de précipitations ou d' une absence totale de celui - ci. S. pasteurii est très sensible à plusieurs organis.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Remerciements
Nous tenons à remercier les partenaires de l’Initiative Helmholtz-Alberta, l’Association Helmholtz et l’Université de l’Alberta pour le soutien découlant de leur participation à cette collaboration. Le financement de la recherche provient de l’Initiative and Networking Fund de l’Association Helmholtz, des centres Helmholtz participants et du gouvernement de l’Alberta par l’entremise du programme ecoTrust du ministère de l’Environnement de l’Alberta.
Dr. Tanushree Ghosh est vivement remerciée pour ses contributions critiques à un certain nombre d’étapes cruciales.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Pétridish | Fisher Scientific | FB0875712 | Boîtes de conserve utilisées comme plaque de gélose |
| Fioles en pyrex | Fisher Scientific | S63268 | Corning Erlenmeyer |
| Tris-Base | Promega | H5133 | utilisées pour fabriquer de l’acide chlorhydrique Tris-Buffer |
| Sigma-Aldrich | H9892 | 1,0 N, bioréactif, adapté à la culture cellulaire | |
| Poudre de gélose | Sigma-Aldrich | A1296 | testé en microbiologie, testé en culture cellulaire végétale, testé en poudre |
| Sulfate d’ammonium | Sigma-Aldrich | A4418 | pour la biologie moléculaire |
| Poudre | d’extrait de levure Sigma-Aldrich | 51475 | |
| Cylindre doseur | Cole-Parmer | CP08559GC | Cole-Parmer Cylindre gradué de classe A avec Cal Cert,TC ; 1 000 ml,1/pqt |
| Balance analytique | OHAUS | AX124E | utilisée pour mesurer le poids des réactifs |
| Autoclave | Brinkmann | 58619000 | |
| Ruban autoclave | VWR | 52428864 | |
| Feuille d’aluminium | Sigma-Aldrich | Z185140 | utilisée pour sceller le flacon avant de le placer dans l’autoclave |
| Stock bactérien | Cedarlane | 11859 | -80 ° ; C de S. pasteurii, n° ATCC est mentionné contre Cat. Non. |
| Mline Pipettors mécaniques monocanaux, volume variable | Biohit | 725010 | Commercialisé par VWR sous le numéro de catalogue 14005976 |
| Pointe de micropipette | Fisher Scientific | 212772B | Utilisé pour le grattage des plaques de gélose |
| Incubateur | Classeur 80079098 | Incubateur de microbiologie, Série BF | |
| Incubateur à secousses | VWR | 14004300 | VWR Signature Benchtop Shaking Incubateurs |
| Tampon Phosphate Saline (PBS) ; | Sigma-Aldrich | P7059 | |
| BD Falcon Express Pipet-Aid Dispositif de pipetage | BD Biosciences | 357590 | Commercialisé par VWR sous le numéro de catalogue 53106220 |
| Parafilm | Sigma-Aldrich | P7793 | Utilisé pour sceller les plaques de gélose |
| Urée | Sigma-Aldrich | U1250 | Enrichissement pour milieu nutritif |
| Bicarbonate de sodium | Sigma-Aldrich | S8875 | Enrichissement pour milieu nutritif |
| Chlorure | de calcium Sigma-Aldrich | C1016 | Enrichissement pour milieu nutritif |
Références
- Gibson, T. An investigation of the Bacillus pasteurii group. Journal of Bacteriology. 28, 491-502 (1934).
- Greenfield, L. J. Metabolism and concentration of calcium and magnesium and precipitation of calcium carbona....
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Réimpressions et autorisations
